多次散射影响下激光大气透射仪测量误差研究

针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问 题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受 基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo 法和 Bouguer-Lamber 定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过率;其次,根据仿真结果,对不同能见度条 件下多次散射 影响程度进行分析;最后,结合可变基线与可变接收机视场角的透射仪工作原理,给出能见 度误差分析模 型。结果表明,应用激光大气透射仪进行能见度测量时,能见度越低,多次散射对测量精度 的影响越严重, 选取适当的基线长度和接收机视场角对减小多次散射引起的测量误差有重要意义。     

含有突变信号的激光雷达能见度反演

激光雷达进行大气能见度探测时,当探测路径上存在云、雾、烟尘或硬目标时,大气消光系数会在局部发生显著变化,表现为激光雷达回波信号在原有衰减趋势上出现突变。受此影响,直接使用现有算法将导致能见度反演精度低或错误反演。为此提出一种将突变点定位、消光系数边界值确定、消光系数迭代反演相结合的能见度反演算法。首先查找、定位突变信号所在位置;然后剔除突变点,利用斜率法得到消光系数边界值;最后基于Fernald法,以迭代方式反演大气消光系数及能见度。对两种典型大气消光模式的仿真实验表明,该算法提高了能见度反演精度,能够获得更为准确的全局能见度。利用自行研制的激光雷达能见度仪实测回波数据也验证了该算法的有效性。     

基于改进变分模态分解的Ф-OTDR信号去噪方法

针对相位敏感光时域反射仪(Ф-OTDR)信号信噪比过低的问题,提出了一种基于改进变分模态分解(VMD)结合独立成分分析(ICA)的去噪方法。首先,采用模拟退火方法(SA)对VMD进行优化;然后,采用SA-VMD将预处理后的Ф-OTDR信号分解成一系列本征模态分量(IMF),并根据相关准则选取IMF分量进行虚拟噪声重构;最后,将原始信号与虚拟噪声作为ICA的输入,去除信号中的噪声,提高信号信噪比。采用自行设计的相干Ф-OTDR系统进行实验验证,结果表明,该方法能够有效去除噪声,与EMD-ICA和SA-VMD方法相比,信噪比提高了4dB,这对系统的实际应用具有重要意义。     

基于无人机-配送车联合配送的优化算法研究

针对物流配送领域的一种新型交付方式--无人机联合配送车协同配送包裹,研究无人机与配送车联合路径以最小化交付时间的问题,提出了一种新型优化迭代算法。该算法将问题分为两步,首先确定配送车路线及客户节点分配,然后固定配送车路线及无人机节点,确定二者汇合节点生成无人机配送路线。算法最后保留满足约束条件的无人机路线及对应配送车路线,得到联合配送总耗时。以此方式从最少的配送车节点开始迭代,通过更新全局上界得到最优解。通过对10、11节点的示例验证,表明该算法能够有效缩小搜索范围,提高运行效率,在合理时间内求解中小规模示例。     

疫情背景下电磁场课程线上教学改革实践

针对疫情背景下传统教学方案不适用于线上教学的问题，优化教学时空设计，加强线上教学资源建设，利用慕课视频课前错峰预习，录制全部课程音频教学资料，基于微信平台“文字+音频”的方式进行直播教学，增进师生互动交流且最大限度降低网络及学习设备要求，保障所有学生学习效果。     

基于COMSOL4.2的波导模式特性仿真

本文介绍了使用电磁场仿真工具COMSOL 4.2进行仿真的一般步骤,以及使用COMSOL 4.2对基本类型光波导模式特性进行仿真的实例,并介绍了在此基础上进行光波导模式特性仿真实验设计中的几个教学重点,遵循由简单到复杂、由理论到实践、由演示到设计的思维训练过程。基于COMSOL 4.2的光波导模式特性仿真实验主要应用于"光纤通信"课程的实践化教学中,COMSOL 4.2的使用也可引入到其他场类课程的教学中。     

基于频谱重构的相干激光测风雷达风切变检测算法

为了提高相干激光测风雷达风切变的检测率,本 文提出了一种在频域检测风切变的新 方法。首先,截取激光雷达 目标探测距离处的回波信号进行傅里叶变换。其次,通过对回波信号的频率分量按其幅值大 小加权进行频谱重构。然后, 对重构后的频谱进行平滑并估计峰值频率,计算局部频率差,与风切变阈值进行比较,进而 在频域判别风切变。采用旋 转电机实验数据对该算法误差进行评估,得到该算法频谱估计误差为0.64 MHz。设计基于小 型飞机的激光雷达风切变检 测实验对算法检测率进行验证,以小型飞机飞行报告作为风切变判定标准,对激光雷达检测 结果进行判别。通过朝阳机 场实验得到该算法风切变检测率为84.62%,表明该算法对提高激光雷 达风切变检测率具有重要价值。     

采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度测量的研究

采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度的拼接非接触测量,克服了单片面阵CCD测量范围小的缺点,解决了用线阵CCD拼接测量时测量带太窄又不能扩展情况下所带来的问题。面阵CCD进行图像拼接的测量方法,适用于测量128-135mm的轴径,其测量精度高达±0.01mm。     

基于Matlab的弱导光纤模式特性仿真

本文介绍了在Matlab中实现弱导光纤本征方程的求解和模式特性的仿真,阐述了相应的仿真实验设计思想.基于Matlab的的弱导光纤模式特性仿真实验主要应用于“光纤通信”课程的实践教学中,相应的实验设计思想也可用于部分专业课程中传输线和波导的仿真实验中.     

便携式测量系统中彩色线阵CCD数据采集电路的设计

本文提出了将彩色线阵CCD光电传感器用于现代便携式测量系统的设计方案.针对便携式系统尺寸小、功耗低的特点,设计了彩色线阵CCD的数据采集电路.该电路的功能是获取便携式毒气测量仪中侦毒管内的化学试剂发生化学反应前后的颜色信息,从而最终使整个测量系统完成毒气种类和毒气浓度的判别.该电路包含CCD器件的驱动电路,模拟信号的数字化电路和数据存储电路,以及电源控制电路等模块.该数据采集电路具有高速,节能的特点.使用该电路对被测物模型进行实际测量,显示了该数据采集电路的有效性.该数据采集电路测量侦毒管颜色变化长度的分辨力为0.06 mm.